Las criptomonedas han avanzado mucho desde la introducción de Bitcoin en 2008. Pero, como lo demuestran las transacciones de diez minutos con Bitcoin o las exorbitantes tarifas de gas de Ethereum, no pueden igualar las velocidades de transacción de Visa ni reemplazar por completo las monedas fiduciarias. En esencia, estos problemas surgen de una falta de escalabilidad, un problema que las soluciones de capa 2 podrían resolver.
Este artículo examina por qué la arquitectura blockchain introduce inherentemente problemas de escalabilidad y tres formas en que las soluciones de capa 2 podrían abordarlos.
Por qué la escalabilidad es difícil
Las arquitecturas de blockchain enfrentan varios desafíos de escalabilidad. A diferencia de los sistemas de pago tradicionales, no dependen de un intermediario centralizado que pueda aprobar transacciones unilateralmente y mantener una única base de datos. En cambio, dependen de una red de nodos y un sistema de consenso complicado para operar sin ninguna figura de autoridad, y eso agrega sobrecarga.
Algunos de los mayores desafíos incluyen:
- Consenso:Muchas cadenas de bloques utilizan mecanismos de consenso que ralentizan intencionalmente el proceso de transacción para evitar el fraude. Por ejemplo, algoritmos de prueba de trabajo Requieren un cálculo complicado para agregar un bloque. Estos cálculos complejos desalientan a los actores maliciosos a intentar realizar una transacción por la fuerza bruta.
- Nodes:Muchas cadenas de bloques requieren que cada nodo almacene una réplica completa de la cadena de bloques, lo que puede consumir muchos recursos con el tiempo a medida que se agregan transacciones. Además, las cadenas de bloques deben propagar transacciones y bloques a cada nodo de su red, lo que genera latencia en la red.
- Bloques:Bitcoin y otras cadenas de bloques tienen un tamaño de bloque fijo, lo que limita la cantidad de transacciones por segundo. Por ejemplo, Bitcoin puede procesar alrededor de siete transacciones por segundo, significativamente menos que los sistemas de pago tradicionales.
Estos desafíos crean varios problemas de escalabilidad:
- Limitaciones:Las cadenas de bloques tienen un rendimiento de transacciones y una velocidad de procesamiento limitados gracias a su mecanismo de consenso y al tamaño de los bloques. Además, a medida que aumenta el número de participantes de la red, las cadenas de bloques pueden tener dificultades para satisfacer la demanda.
- Costos por Transacciones:Las altas tarifas de transacción debido a mecanismos de consenso difíciles y otros factores hacen que sea costoso para los usuarios completar transacciones e impiden la capacidad de una cadena de bloques para escalar.
- Tiempos de respuesta:Los problemas de escalabilidad pueden generar tiempos de respuesta más largos. Por ejemplo, Bitcoin solo puede procesar siete transacciones por segundo, lo que significa que los usuarios pueden tener que esperar mucho tiempo antes de que una transacción se complete oficialmente. Y las redes congestionadas con una cantidad insuficiente de nodos pueden agravar estos problemas.
Estos desafíos crean los llamados trilema blockchain – o la creencia de que las redes descentralizadas solo pueden brindar dos de tres beneficios en cuanto a descentralización, seguridad y escalabilidad. Por ejemplo, mejorar la escalabilidad sería sencillo si se centralizara el mecanismo de consenso o no nos preocupáramos por las transacciones fraudulentas.
¿Qué son las soluciones de capa 2?
La mayoría del software se construye en capas, mientras que las aplicaciones generalmente se construyen sobre una base única. Por lo tanto, no debería sorprender que las cadenas de bloques también se creen en capas. Las cadenas de bloques de capa 1, como Bitcoin y Ethereum, brindan una base para Soluciones de capa 2 y otros ecosistemas. Y resulta que estas capas adicionales podrían ser fundamentales para abordar cuestiones de escalabilidad.
Las soluciones de capa 2 funcionan sobre un protocolo de cadena de bloques subyacente para mejorar la escalabilidad y la eficiencia. Por ejemplo, la red Lightning es una segunda capa para Bitcoin que utiliza canales de micropagos para escalar la capacidad de la cadena de bloques para gestionar transacciones de manera más eficiente (y rentable), mejorando las transacciones notoriamente lentas de Bitcoin.
Dicho esto, el auge de las soluciones de Capa 2 no significa que no haya habido esfuerzos para mejorar las redes de Capa 1. Por ejemplo, Ethereum 2.0 se pasó a un mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS) más eficiente, mientras que la migración de EVM a eWASM reducirá drásticamente los tiempos de transacción al compilar el código en lugar de interpretarlo en tiempo real.
Las soluciones de capa 2 también tienen sus propias desventajas. Si bien pueden mejorar la escalabilidad, muchas soluciones sacrifican la descentralización o la seguridad. Pero la buena noticia es que estas soluciones han mejorado constantemente. Los nuevos enfoques tienden a mejorar la escalabilidad más que a dañar los otros componentes del trilema de la cadena de bloques.
Enfoques de escalabilidad de capa 2
Las soluciones de capa 2 utilizan varias estrategias diferentes para mejorar la escalabilidad de su cadena de bloques de nivel 1 subyacente. Pero, en general, estas estrategias se dividen en tres categorías.
Cadenas de bloques anidadas
Las cadenas de bloques anidadas tienen una relación padre-hijo con una cadena de bloques de capa 1. La cadena de bloques padre delega el trabajo a las cadenas hijas que procesan el trabajo y lo devuelven a la cadena de bloques padre cuando está terminado. Por su parte, la cadena padre suele intervenir solo cuando hay una disputa de transacción con el resultado de la cadena hija.
La red OMG es una de las cadenas de bloques anidadas más populares. Al agrupar las transacciones de Ethereum, comprimirlas en una sola transacción y validarlas en una cadena secundaria optimizada, la red puede procesar miles de transacciones por segundo, lo que reduce los costos de transacción de Ethereum en un tercio y soluciona sus problemas de escalabilidad.
Canales estatales
Los canales de estado abren una comunicación bidireccional entre una cadena de bloques y un canal de transacciones fuera de la cadena. En el canal fuera de la cadena, los participantes pueden realizar transacciones privadas ilimitadas que solo ellos pueden observar. Una vez que finalizan, el estado final de la transacción se registra en la cadena de bloques de capa 1 subyacente.
La red Lightning es un ejemplo popular de un canal estatal creado sobre la cadena de bloques de Bitcoin. Cuando desea realizar una transacción o una serie de transacciones, puede aprovechar la red para realizar pagos ilimitados que se realizan de manera instantánea y a una fracción del costo. Cuando decide cerrar el canal, todas las transacciones se consolidan y se agregan a Bitcoin.
Sidechains
Las cadenas laterales son cadenas transaccionales adyacentes a la cadena de bloques para transacciones de lotes grandes. Si bien la cadena principal mantiene la seguridad general y resuelve las disputas, las cadenas laterales tienen un mecanismo de consenso independiente optimizado para la velocidad y la escalabilidad. Y una conexión bidireccional garantiza que no haya riesgo de contraparte al usar estas soluciones.
Por ejemplo, Liquid Network es una cadena lateral de código abierto construida sobre la cadena de bloques de Bitcoin. Mientras que Bitcoin tiene un tiempo de bloque de diez minutos, el tiempo de descubrimiento de bloques de Liquid es de solo un minuto, lo que significa que se pueden agregar diez veces más bloques a la cadena lateral. En lugar de la minería de prueba de trabajo, Liquid se basa en una red rápida de funcionarios para verificar las transacciones.
Roll-Ups
Los roll-ups son una solución de capa 2 que realiza cálculos y almacenamiento fuera de la cadena de bloques y solo envía la prueba final a la cadena de bloques de capa 1 subyacente. Los dos tipos de rollups más populares son los zk-Rollups (conocimiento cero) y los rollups optimistas. Y cada uno tiene su propio conjunto de compensaciones en términos de velocidad, seguridad y complejidad.
Por ejemplo, Optimistic Ethereum agrupa varias transacciones y solo envía un resumen a la cadena principal, lo que mejora drásticamente el rendimiento y reduce drásticamente los costos. La parte de "optimismo" supone que todas las transacciones son válidas a menos que se cuestionen dentro de un período de tiempo específico, lo que crea una ventana para la detección de fraudes.
Estrategias de la capa 1
Además de estas estrategias de Capa 2, algunas cadenas de bloques de Capa 1 están empezando a implementar cambios para volverse más eficientes por sí solas. Por ejemplo, algunas cadenas de bloques están pasando de un mecanismo de consenso de prueba de trabajo a uno de prueba de participación para mejorar la velocidad de las transacciones al reducir la sobrecarga computacional.
La fragmentación es otra estrategia de capa 1 para mejorar el rendimiento. Al dividir las transacciones en pequeños conjuntos y luego usar un algoritmo de procesamiento dividido horizontalmente para procesarlas en paralelo, las cadenas de bloques de capa 1 pueden procesar sus transacciones pendientes de manera más eficiente sin tener que enviar transacciones a soluciones de capa 2 dedicadas.
Desafíos y riesgos
Las soluciones de capa 2 ayudan a mejorar la escalabilidad del rendimiento, pero también podrían aumentar el riesgo o comprometer otras áreas del trilema de la cadena de bloques. Antes de utilizar una solución de capa 2, tómese el tiempo para comprender cómo funciona y los posibles riesgos involucrados.
Algunos desafíos y riesgos a tener en cuenta incluyen:
- Seguridad:La seguridad de las soluciones de capa 2 depende de la cadena principal, lo que las hace vulnerables a cualquier problema que afecte a esta. Además, las soluciones de capa 2 que aprovechan los contratos inteligentes podrían presentar posibles riesgos de seguridad.
- Complejidad: :Las soluciones de capa 2 agregan otra capa de complejidad a las cadenas de bloques de capa 1, lo que podría aumentar la superficie de errores, extender los plazos de desarrollo, aumentar los costos de mantenimiento e impactar negativamente en la experiencia del usuario.
- Estado latente:Las soluciones de capa 2 deberían reducir la latencia de las transacciones, pero la necesidad de conciliar las transacciones con una cadena de bloques de capa 1 podría aumentar la latencia de ida y vuelta.
Lo más importante es...
Las cadenas de bloques prometen revolucionar la industria financiera, pero muchas de ellas enfrentan limitaciones inherentes de escalabilidad. Afortunadamente, las soluciones de capa 2 pueden ayudar a abordar estos desafíos sin comprometer la integridad y el historial de la cadena de bloques de capa 1 subyacente. Y, por supuesto, algunas cadenas de bloques de capa 1 continúan implementando sus propias mejoras.
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Lo anterior es sólo para fines de información general y no debe interpretarse como asesoramiento profesional. Busque asesoramiento legal, financiero, fiscal o de otro tipo independiente y específico para su situación particular.
